1 本章教学内容：(1) 生物物理概念介绍、举例、讨论（1学时）；（2）从生物物理发展史理解生物物理概念；(3) 生物物理内容简单介绍（1学时）
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解生物物理的概念，掌握生物物理的分支。
3 本章教学重点：生物物理学的基本概念和研究内容
4 本章教学难点：理解生物物理概念的广度和深度
1 本章教学内容：
(1) 氨基酸的组成及性质（2.5学时）
1）案例分析-1. 谷氨酸的故事（0.5学时）
2）案例分析-2. 精分与手性丝氨酸（0.5学时）
3）综合讨论 抑郁、焦虑与氨基酸衍生物及其治疗药物（1.5学时）
4）思政内容：如何科学看待抑郁、并传播科学知识、帮助周围的抑郁患者？
(2) 多肽组成及应用（4学时）
1）案例分析-1 催产素组成、功能讨论（2学时）
2）思政内容：催产素相关的拥抱、养宠物带来的幸福感
3）文献讨论 《银环蛇抗菌肽改造、分子设计、MD及功能》（PNAS文章）（2学时）
(3) 蛋白质提取、纯化和鉴定（2学时）
1）案例分析-1 青霉素的哥哥
2）案例分析-2 心脏手术救命药
3）疫情实时分析 新冠ICU病房天价
4）案例分析-3 诱人的虫子
5）案例分析-4 SOD提取
6）案例分析-5 著名的2：30实验
7）文献讨论 《造血水稻如何实现胚乳中表达人血清白蛋白？》
8）思政内容 不用再喝西北风了（从CO2到淀粉的突破激发的名族自豪感）
（4）蛋白质功能、修饰和应用（1学时）
1）案例分析-1 手掌参中的抗氧化蛋白
2）案例分析-2 腰椎间盘突出与木瓜胰凝乳蛋白酶
3）课堂实验 胶体金免疫层析与早早孕试纸
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解分子生物物理的概念和内容，掌
握氨基酸的性质与日常的生活、尤其使情绪的关系；掌握典型多肽催产素的应用、以及对付超级细菌的抗菌肽的神奇之处和原理；以及蛋白质的分离、纯化与功能等基本知识
3 本章教学重点：（1）氨基酸代表5-羟色氨的生物合成和代谢与抗抑郁药物的开发及问题；
（2）催产素的功能及讨论；（3）抗菌肽的耐药性原理及应用；（4）蛋白质的水化层与蛋白质聚集沉淀的关系；
4 本章教学难点：（1）针对5-羟色氨的生物合成和代谢，如何开发抗抑郁药物；
（2）银环蛇抗菌肽PNAS文章实验设计思路的理解；
第三章 蛋白质结构解析 （5学时）
1 本章教学内容：
（1）核磁共振简介及其在蛋白质结构解析方面的应用（1.5学时）
1）案例分析 2021年诺贝尔奖辣椒素与辣椒素受体结构
2）文献讨论 《如何从G4链体结构以及其对基因调控实现抗肿瘤研究？》
3）案例分析 功能磁共振成像及其在看电影诊断精分等领域的应用
4) 思政内容 北大核磁事件引发的国产仪器开发的使命感讨论
（2）X-射线晶体衍射及其在蛋白质结构解析方面的应用（1学时）
1）疫情实时分析 新冠病毒主蛋白酶结构解析（Science文章）
2）课堂讨论 膜蛋白结构解析的困难：高质量三维晶体的获得
最新Nature文章--- 如何变废为宝？
3）案例分析 功能磁共振成像及其在看电影诊断精分等领域的应用
（3）冷冻电镜三维重构原理及其在蛋白质结构解析方面的应用（2学时）
1）思政内容 加州大学程一凡勇于挑战权威、突破分辨率的故事
2）思政内容 我们的结构生物学领先地位与施一公的生命情怀
3）最新Nature文章讨论 快乐地址5-羟色氨受体结构的突破性研究
4）疫情最新研究 新冠病毒结构解析研究（Science文章）
（4）蛋白质结构预测简介 （0.5学时）
1）最新突破性进展 ------ alpha-fold横空出世
2）综合案例：辣椒素受体结构解析及理论预测工作的结合和进展
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解结构生物学的三大手段的基本原理，掌握如何根据蛋白质的性质、大小等选择哪种结构解析手段。
3 本章教学重点：三大手段在解析蛋白质结构时的各自优缺点；
4 本章教学难点：（1）如何理解核磁信号是本章的难点；（2）如何理解膜蛋白提取和结晶过程是另一大难点；（3）如何理解分辨率也是本章的难点。
第四章 蛋白质折叠研究介绍 （3学时）
1 本章教学内容：
（1） 蛋白质折叠的定义
（2） 为什么要研究蛋白质折叠（0.5学时）
（3）如何研究蛋白质折叠（2.5学时）
1）经典热力学问题探讨--- 核糖核酸酶变性、复性实验
2）思政内容:如何看待熟鸡蛋变生引发的科研造假现象？
3）文献分析：静电相互作用如何影响折叠稳定性？
4）最新进展分析：如何通过计算折叠Gibbs自由能变化获得有益突变体？
5）如何从动力学角度研究折叠？① PNAS折叠路径文章浅析；4）文献浅析：《最复杂的节点蛋白的折叠分析》
6）特殊蛋白的氧化重折叠研究
案例 自己的科研经历--- 手掌参中GcGASA蛋白的氧化重折叠研究
7）折叠的理论分析--- MD
8）思政内容：搞科研也可以玩游戏--- 谈蛋白质折叠小游戏Foldit与科研热情
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解研究蛋白质折叠的意义，掌握如何通过热力学角度和动力学角度研究折叠的方法。
3 本章教学重点：（1）蛋白质折叠的意义；（2）蛋白质折叠的热力学研究；（3）蛋白质折叠的动力学研究
4 本章教学难点：（1）蛋白质折叠过程的Gibbs自由能变化如何理解和获得是难点；（2）如何通过各种光谱学等手段研究蛋白质折叠的动力学过程是难点。
第五章 吸收光谱及其在生命体系中的应用 （4学时）
1 本章教学内容：
（1）课堂实验 血氧仪检测血氧饱和度和脉搏
（2）紫外-可见吸收光谱原理及仪器介绍（0.5学时）
1）本质：电子跃迁
2）参数介绍：波长、透过率和吸光度值
3）讨论血氧仪问题 ① 如何获得入射波长？② 为什么选择660 nm？
4）仪器介绍及如何获得吸收光谱？
（3）定性分析（0.5学时）
1）案例分析-1 考马斯亮蓝检测蛋白质浓度
2）案例分析-2 运用于光遗传学的近红外荧光蛋白的BV光转化行为
3）案例分析-3 运用于肿瘤治疗的透明质酸与光敏剂偶联的光谱学检测
（4） 定量分析 A= Ɛbc（1学时）
1）练习-1 各种核酸260 nm摩尔消光系数计算
2）练习-2 PCR引物浓度合成以及计算
3）案例 癫痫小鼠透明脑过程中蛋白质含量检测
4）课堂讨论 早期血氧仪的问题及解决办法 （双组份吸收光谱）
5）课堂讨论 OD600与微生物生长的关系是如何对应的？
（5）吸收光谱在自由基生物学中的应用 （2学时）
1）自由基的概念及产生
① 案例-1 吃肉多的人容易患癌吗？--- 羟基自由基
② 案例-2 过量运动好吗？--- 呼吸链电子传递漏产生的超氧阴离子自由基
③ 案例-3 现代富贵病痛风中的超氧阴离子自由基
④ 案例-4 世界上有吸血鬼吗？--- 单线态氧
2）自由基的氧化损伤
3）运用吸收光谱检测自由基
① 文献分析 在大肠杆菌周质空间表达的白介素诱导H2O2检测
② PNAS文献解析 水稻稻瘟病菌感染过程中超氧阴离子自由基的产生
③ 文献分析 通过检测MDA实现老年痴呆的早期检测
④ PNAS文献分析 是否可以通过吃来治疗丙型肝炎病毒？
（思考：新冠是否可以通过吃治疗？）
⑤ 文献分析 各种水果、各种酒、各种重要抗氧化能力比较研究
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解吸收光谱的原理，掌握如何通过吸收
3 本章教学重点：（1）吸收光谱的参数；（2）朗博比尔定律；（3）自由基产生和氧化损伤
4 本章教学难点：（1）血氧仪的血氧饱和度计算；（2）通过OD600检测微生物的生长情况；（3） 自由基的氧化损伤类型及检测
第六章 荧光光谱及其在生命体系中的应用 （7学时）
1. 本章教学内容：
（1）什么是荧光？如何产生？（0.5学时）
1）课堂实验 紫外手电检测荧光增白剂和黄曲霉素
2）荧光的产生及举例
（2）荧光影响因素的介绍（0.5学时）
1）共轭体系荧光及蛋白质内源荧光分析
2）微环境影响及举例
① EB结合DNA发荧光原理
② 荧光染料DAPI检测细胞核
③ BV微环境的改造及近红外荧光蛋白的开发
④ 文献解析 单臂碳纳米管诱导的间皮细胞H2O2荧光成像研究
（2）如何检测荧光？（2学时）
1）荧光发射谱
2）荧光激发谱
① 肿瘤病人血液中720 nm荧光发射的归属
② 绿色荧光蛋白的最适激发波长的选择
3）同步荧光光谱
4）三维荧光光谱
① 茶叶中残留农药的检测
② 如何区分芝麻油和菜籽油？
③ 如何鉴定白酒成分和年代？
（3）如何进行定性分析？（0.5学时）
1）案例-1 运用荧光手段研究盐酸胍诱导的蛋白质三级结构变化
2）案例-2 小分子对蛋白质的荧光淬灭
3）案例-3 DNA与金纳米颗粒的研究
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推荐论文 G4链体的核酸及药物筛选检测平台的设计与构建
（4）如何进行定量分析？（1.0学时）
1）Nature文章解析 单体近红外荧光蛋白的开发和多尺度成像
2）案例 运用荧光激发谱检测Ca2+浓度
3）Nature文章解析 遗传学编码的荧光探针检测细胞内H2O2含量
（5）什么是FRET及它的应用？（2.5学时）
1）FRET原理
2）FRET条件及距离计算
案例-1 Chem Biol文章解析 光致变色的FRET及其应用
案例-2 光谱重叠积分的计算及文章举例
3）FRET应用
案例-1 CCBC文章解析 运用FRET研究Na+特异性DNA酶的结构变化
案例-2 Nature文章解析 如何运用近红外荧光蛋白和FRET实现Ca2+深层组织成像？
案例-2 光谱重叠积分的计算及文章举例
案例-3 自己科研介绍--- 如何运用FRET研究细菌光敏色素光照前后的结构变化
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解荧光的基本概念和检测原理，掌握种常见的荧光检测光谱、并会设计FRET pair开展相关研究；
3 本章教学重点：1. 荧光的影响因素；2. 如何进行荧光的定性和定量分析；3. FRET原理及应用
4 本章教学难点：1. 荧光原理的理解是个难点；2. 荧光参数中荧光量子产率的理解和如何获得是一个难点；FRET中重叠积分的计算和举例的计算是难点。
第八章：Raman光谱及其在蛋白质结构解析方面的运用 (1学时)
1. 本章教学内容：
（1）什么是Raman？
（2）如何分析Raman光谱？（0.5学时）
案例分析 运用Raman光谱研究类胡萝卜素的异构化（自己课题）
（3）表面增强Raman及应用举例
① 案例分析-1 牛奶中三聚氰胺的Raman检测
② 案例分析-2 鱼鳃中孔雀石绿的Raman检测
③ Nature文章解读 如何通过表面增强拉曼实现肿瘤的活体成像？
④ ACS Nano文章解读 如何通过酶、模拟酶、拉曼活性物质实现葡萄糖检测？
2. 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解Raman光谱的原理及仪器，掌握Raman
光谱的简单应用。
3. 本章教学重点：（1）Raman光谱原理和光谱介绍（2）Raman光谱应用
4.本章教学难点：如何理解Raman光谱、尤其是横坐标波数的计算是难点
1 本章教学内容：
（1）圆二色谱仪及基本原理（0.5学时）
（2）光活性物质介绍
（3） 如何解析蛋白质二级结构？（0.5学时）
1）案例分析 克山病的心肌线粒体膜圆二色谱研究
2）Nature文章解析：如何通过CD谱研究AD机制？
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解CD光谱的原理及仪器，掌握如何通过CD谱分析蛋白质二级结构的简单过程。
3 本章教学重点：（1）CD光谱原理，（2）CD光谱应用。
4 本章教学难点：如何理解CD光谱是一个难点；同时如何通过CD谱解析蛋白质二级结构也是一个难点
第十章 红外光谱原理及其在蛋白质结构解析方面的运用 (1学时)
1 本章教学内容：
(1) 红外光谱实质
(2) 红外光谱应用
1）案例-1 猪皮、银耳、燕窝的红外光谱鉴定
2）案例-2 TiO2修饰的红外光谱鉴定
3）案例-3 糖尿病人血清与正常人血清红外光谱的比较
4）科研经历：如何运用红外光谱、傅里叶变换自解卷积解析GcGASA蛋白质表达过程
5）红外+后续数据处理：
① 运用二位相关红外光谱实现血糖的无创检测
② 硕士论文解读：骨关节炎软骨的红外光谱检测及原位识别
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解红外光谱的原理，掌握如何通过红外光谱的峰位置、峰强度进行一些定性分析；同时，理解如何通过红外进行蛋白质二级结构解析过程。
3 本章教学重点：（1）红外光谱的定性分析；（2）红外光谱解析蛋白质二级结构
4 本章教学难点：（1）如何归属红外光谱的吸收峰？（2）通过红外光谱解析蛋白质结构是
学生PPT展示环节（6学时）
实验环节（课外，不占学时）
